《2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.2 電解原理的應(yīng)用課時同步試題 新人教版選修4》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.2 電解原理的應(yīng)用課時同步試題 新人教版選修4(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.2 電解原理的應(yīng)用課時同步試題 新人教版選修4
一、選擇題
1.下列有關(guān)電解原理的說法中不正確的是
A.電解飽和食鹽水時,一般用鐵作陽極,碳作陰極
B.電鍍時,通常用待鍍的金屬制品作陰極,用鍍層金屬作陽極
C.對于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑的金屬,電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法
D.電解精煉銅時,用純銅板作陰極,粗銅板作陽極
【答案】A
2.工業(yè)上常用電解法冶煉的金屬是
A.鈉 B.鐵 C.銅 D.銀
【答案】A
【解析】電解法冶煉的是K~Al的活潑金屬,故選
2、項A正確。
3.某同學(xué)設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如圖)。通電后,溶液中產(chǎn)生白色沉淀,且較長時間不變色。下列說法中正確的是
A.電源中a為負極,b為正極
B.電解池中的電解液不可以是NaCl溶液
C.B電極發(fā)生的反應(yīng):2H++2e?=H2↑
D.A、B兩端都必須使用鐵作電極
【答案】C
【解析】生成的氫氣將裝置中原有氧氣帶出,且氫氣的密度小于水,所以氫氣從B端陰極析出,則A電極是鐵,作陽極失去電子生成亞鐵離子,所以“a”為正極,“b”為負極,A錯誤;因為陽極是鐵,活潑電極作陽極時,陽極材料鐵失電子生成亞鐵離子,陰極上氫離子放電,生成氫氣,所以能生成氫氧化亞
3、鐵白色沉淀,則電解液選用NaCl溶液不影響實驗,B錯誤;陽極應(yīng)該用鐵電極,陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極,陰極上氫離子得電子生成氫氣,同時破壞水的電離平衡,產(chǎn)生氫氧根離子,氫氣能防止氫氧化亞鐵被氧化而導(dǎo)致實驗失敗,所以電極反應(yīng)式為:2H++2e?=H2↑,C正確;D、陽極應(yīng)該用鐵電極,陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極,D錯誤。
4.工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時
A.粗銅接電源負極
B.純銅作陽極
C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底
D.純銅片增重2.56 g,電路中通過電子為0.08 mol
【答案】D
5.金屬鎳有廣泛的用途,粗鎳中含有少量Fe、Zn、C
4、u、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+Fe >Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)依次為:Zn?2e?= Zn2+、Fe?2e?= Fe 2+、Ni?2e?= Ni2+,A項錯誤;電解過程中,陽極質(zhì)量的減少的量
5、為Zn、Fe、Ni的減少的質(zhì)量以及陽極泥的質(zhì)量,陰極質(zhì)量的增加量只有析出Ni的量,由于兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等,陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加質(zhì)量不相等,B項錯誤;Cu和Pt還原性比Ni弱,不能失去電子,以沉淀的形式沉積在電解槽底部,形成陽極泥,C項正確;電解后,溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2+、Zn2+外,還有Ni2+,D項錯誤。
點睛:本題是利用電解原理法制備高純度的鎳,粗鎳作為陽極,純鎳作為陰極,電解液為鎳的鹽溶液;在電解過程中,陽極活潑金屬Zn 和Fe優(yōu)先失電子生成陽離子,接著Ni再失電子生成Ni2+,Cu和Pt還原性比Ni弱,不能失去電子,以沉淀的形式沉積在電解槽底部,形成陽極泥;
6、陰極只是Ni2+得電子生成金屬Ni;在整個電解過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,電解質(zhì)溶液濃度略有減少。
6.利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖所示裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法正確的是
A.B極區(qū)電解液為LiCl溶液
B.陽極電極反應(yīng)式為2Cl??2e?=Cl2↑
C.電解過程中Li+向A電極遷移
D.A極區(qū)產(chǎn)生0.1 mol氣體,則溶液中有0.4 mol Li+移向B電極
【答案】B
7.下列敘述正確的是
① 鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液能加快
7、反應(yīng)速率
② 鍍層破損后,白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕
③ 電鍍時,應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極
④ 冶煉鋁時,用電解熔融氧化鋁的方法
⑤ 鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3?nH2O
A.①②③④⑤ B.①③④⑤ C.①③⑤ D.②④
【答案】B
【解析】①鋅跟稀硫酸反應(yīng)的制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液后,金屬鋅可以置換金屬銅,形成原電池,原電池能加速負極金屬和電解質(zhì)的反應(yīng)速率,故①正確;②白鐵(鍍鋅的鐵)中,鍍層破損后,Zn為負極,被腐蝕的是Zn,F(xiàn)e被保護,馬口鐵(鍍錫的鐵)中,F(xiàn)e為負極,被腐蝕的是Fe,所以鍍層破損后,
8、白鐵(鍍鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)鐵更耐腐蝕,故②錯誤;③根據(jù)電鍍原理中,鍍件作電解槽的陰極,故③正確;④根據(jù)金屬的活動性強弱選擇合適的冶煉方法,一般來說,活潑金屬用電解法,鋁是活潑金屬,所以通常采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉,故④正確;⑤鋼鐵吸氧腐蝕生成的鐵銹的主要成分為Fe2O3?nH2O,故⑤正確,答案選B。
8.電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法,其原理如下圖所示。已知海水中含Na+、Cl?、Ca2+、Mg2+、SO42?等離子,電極為惰性電極。下列敘述中正確的是
A.A膜是陽離子交換膜
B.通電后,海水中陰離子往b電極處運動
C.通電后,a電極的電極反應(yīng)式為
9、4OH??4e?=O2↑+2H2O
D.通電后,b電極上產(chǎn)生無色氣體,溶液中出現(xiàn)白色沉淀
【答案】D
9.如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖,下列說法中不正確的是
A.裝置出口①處的物質(zhì)是氯氣
B.出口②處的物質(zhì)是氫氣,該離子交換膜只能讓陽離子通過
C.裝置中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式2Cl?+2H+Cl2↑+H2↑
D.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
【答案】C
【解析】A.與電源負極相連的為陰極,則②處為陰極反應(yīng)得到的物質(zhì),為氫氣,與電源正極相連的為陽極,溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣,出口①處得到的是氯氣,故A正確;B.出口②處的物質(zhì)是氫氣,溶液中的氫離子得到
10、電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,離子交換膜是陽離子交換膜,只允許陽離子通過,不能讓陰離子通過,故B正確;C.裝置是電解飽和食鹽水,電解過程是氯化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣,反應(yīng)的離子方程式為:2Cl?+2H2OCl2↑+H2↑+2OH?,故C錯誤;D.裝置是電解原理的應(yīng)用,是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,故D正確;故選C。
10.下列有關(guān)圖示實驗的說法正確的是
A.①裝置中陰極處產(chǎn)生的氣體能夠使?jié)駶櫟腒I—淀粉試紙變藍
B.②裝置中待鍍鐵制品應(yīng)與直流電源正極相連
C.③裝置中電子由b極流向a極
D.④裝置中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)
【答案】D
二
11、、非選擇題
11.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池,裝有電解液a,X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是AgNO3溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴石蕊試液,則
①電解池中Y電極上的電極反應(yīng)式為 。在Y電極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是 ;檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。
②X電極上的電極反應(yīng)式為 。
(2)如要用電解方法精煉粗鎳,電解液a選用N
12、i(NO3)2溶液,則:
①X電極的材料是 ,電極反應(yīng)式為 ;
②Y極的材料是 ,電極反應(yīng)式為 。
【答案】(1)①2H2O-4e-=4H++O2↑ 有無色氣體放出,溶液變紅 用帶火星的木條檢驗,木條復(fù)燃
②4Ag++4e-=4Ag
(2)純鎳 Ni2++2e-=Ni 粗鎳 Ni-2e-=Ni2+
12.如圖是以鉛蓄電池為電源,模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖(C、D均為石墨電極)。
已知:鉛蓄電池在放電時發(fā)生下列電極反應(yīng)
13、:
負極:Pb+?2e?=PbSO4
正極:PbO2+4H+++2e?=PbSO4+2H2O
(1)請寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式_______________________________________。
(2)若在電解池中C極一側(cè)滴酚酞試液,電解一段時間后未呈紅色,說明鉛蓄電池的A極為____極。
(3)用鉛蓄電池電解1 L飽和食鹽水(食鹽水足量)時。
①若收集到11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氯氣,溶液pH=_________________。
②若鉛蓄電池消耗H2SO4 2 mol,則可收集到H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為___________L。
【答案】(1)2NaCl
14、+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
(2)正
(3)14 22.4
②鉛蓄電池放電的總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,每消耗2 mol H2SO4,轉(zhuǎn)移2 mol e?,可生成1 mol H2,標(biāo)準(zhǔn)狀況時,H2的體積為1 mol×22.4 L/mol=22.4 L。
13.I.新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2,電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進行飽和氯化鈉溶液電解實驗,如圖所示。
回答下列問題:
(1)甲烷燃料電池負極的電極反應(yīng)式為_______________
15、_________。
(2)閉合開關(guān)K后,a、b電極上均有氣體產(chǎn)生,其中b電極上得到的是________,電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)離子方程式為__________________________。
II.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解,可循環(huán)再生NaOH,同時得到H2SO4,其原理如圖所示。(電極材料為石墨)
(1)圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)________極,C口流出的物質(zhì)是________。
(2)b電極放電的電極反應(yīng)式為__________________________。
(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強,用平衡移動原理
16、解釋原因_______________________。
【答案】I.(1)CH4?8e?+10OH?=+7H2O
(2)H2 2Cl?+2H2OCl2↑+H2↑+2OH?
II.(1)負 硫酸
(2)?2e?+H2O=+2H+
(3)H2OH++OH?,在陰極H+放電生成H2,c(H+)減小,水的電離平衡正向移動,堿性增強
II.由圖中信息可知,a、b分別為電源的負極和正極,電解池左室為陰極室、右室為陽極室。在陰極通入稀氫氧化鈉溶液,電解生成氫氣和氫氧化鈉;在陽極通入稀硫酸,亞硫酸根通過陰離子交換膜進入陽極室放電生成硫酸。(1)圖中a極要連接電源的負極,C口流出的物質(zhì)是硫酸。(2)b電極SO放電的電極反應(yīng)式為?2e?+H2O=+2H+。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強,是因為水有電離平衡H2OH++OH?,在陰極H+放電生成H2,c(H+)減小,水的電離平衡正向移動,堿性增強。